(57)【要約】【課題】冷却ファンを運転することなく、また、電池を無駄に電力消費することなく、高温になった電池を効率よく冷却する。【解決手段】車両用の電源装置は、複数本の電池モジュール１を収納するケース２と、このケース２に収納している電池モジュール１の温度を検出する電池温度センサ２１と、電池の周囲温度を検出する周囲温度センサ２９と、電池モジュール１の熱を放熱する放熱器３０と、この放熱器３０を電池モジュール１に接触させる接触放熱位置と、電池モジュール１から離す分離位置とに移動させる切り換え機構３５とを備える。電源装置は、電池温度センサ２１で検出される電池モジュール１の温度が設定温度よりも高く、周囲温度センサ２９で検出される周囲温度が電池モジュール１の温度よりも低い状態で、切り換え機構３５が放熱器３０を接触放熱位置として、放熱器３０を電池モジュール１に接触させて電池モジュール１を冷却する。【選択図】図１
2005353480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の電池モジュール(1)を収納するケース(2)と、このケース(2)に収納している電池モジュール(1)の温度を検出する電池温度センサ(21)と、電池の周囲温度を検出する周囲温度センサ(29)と、電池モジュール(1)の熱を放熱する放熱器(30)と、電池温度センサ(21)で検出される電池モジュール(1)の温度と周囲温度センサ(29)で検出される周囲温度とで放熱器(30)を電池モジュール(1)に接触させる接触放熱位置と、電池モジュール(1)から離す分離位置とに放熱器(30)を移動させる切り換え機構(35)とを備えており、
電池温度センサ(21)で検出される電池モジュール(1)の温度が設定温度よりも高く、周囲温度センサ(29)で検出される周囲温度が電池モジュール(1)の温度よりも低い状態で、切り換え機構(35)が放熱器(30)を接触放熱位置として、放熱器(30)を電池モジュール(1)に接触させて、放熱器(30)で電池モジュール(1)を冷却するようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項２】
放熱器(30)が、放熱プレート(31)と、この放熱プレート(31)に連結している熱伝導部材(32)とを備え、切り換え機構(35)が熱伝導部材(32)を往復運動させて、熱伝導部材(32)を電池モジュール(1)に接触させる接触放熱位置と、熱伝導部材(32)を電池モジュール(1)の表面から離す分離位置とに切り換えるようにしてなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
放熱器(30)の放熱プレート(31)が放熱フィン(33)を有する請求項２に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
複数本の電池モジュール(1)が、互いに平行な姿勢で同一平面に位置してケース(2)内に配置されており、
ケース(2)は、両面に位置する表面プレート(2A)の間に、同一平面に配置している電池群(10)を収納して、上の表面プレート(2A)と電池群(10)との間に空気の吸入ダクト(3)を、下の表面プレート(2A)と電池群(10)との間には空気の排気ダクト(4)を設けており、
吸入ダクト(3)に上下方向に移動する熱伝導部材(32)を配置している請求項２に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
排気ダクト(4)に、電池群(10)の下面に沿うように、複数列の溝形凹部(14)を設けてなる対向板(13)を配置して、この対向板(13)の溝形凹部(14)に電池モジュール(1)を入れて、電池モジュール(1)と対向板(13)との間に空気の風路(15)を形成しており、
さらに、対向板(13)の溝形凹部(14)の底部には、風路(15)を通過して電池モジュール(1)を冷却した空気を透過させる貫通孔(16)を開口している請求項４に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターに電力を供給して電動機器を駆動する車両用の電源装置に関し、とくに、ハイブリッドカーや電気自動車等の自動車のように、大電流で駆動されるモーターの電源用に使用される大電流用に最適な電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用のモーターを駆動する電源に使用される電源装置は、複数の素電池を直列に接続して電池モジュールとし、さらに複数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モーターの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、大きな電流が流れる。
【０００３】
大電流で充放電される電池は温度が高くなる。温度の上昇した電池は、強制的に冷却する必要がある。温度上昇が電池の性能を低下させると共に、寿命を短くするからである。電源装置は、電池を冷却するために、電池を収納しているケースに冷却ファンを連結して強制送風している。この電源装置は、電池の温度を検出して、電池温度が設定温度よりも高くなると冷却ファンを運転して強制送風し、送風される空気で冷却する。電池の温度が低下すると冷却ファンの運転は停止される。
【０００４】
ところで、車両用の電源装置は、車両が長い坂道を下り、あるいは上昇して大電流で電池を充放電するとき、電池の温度が上昇する。たとえば、車両が長い坂道を下るとき、回生ブレーキで電池が充電される。回生ブレーキは、電池を充電する発電機によるブレーキである。回生ブレーキで電池が長時間充電されると、電池は満充電され、あるいは満充電に近い状態まで充電されて、温度が高くなる。とくに、電池は満充電になると温度が高くなる性質がある。長い坂道を下った後に、車両を停止させることがある。この状態になると、電池温度が高くなった状態でイグニッションスイッチがオフに切り換えられる。イグニッションスイッチがオフになっても、高温の電池は速やかに冷却する必要がある。このため、イグニッションスイッチが切られた状態においても、電池温度が高いときには、冷却ファンが運転される。ただ、冷却ファンは電池で駆動されるので、電池の電力を消費しながら電池を冷却する。この状態では電池が充電されないので、冷却ファンを運転する状態で、電池の残容量は次第に少なくなる。イグニッションスイッチをオフに切り換える状態で、電池の残容量が少なくなることは好ましくない。それは、電池の残容量が少なくなって過放電になると、さらに寿命が短くなるからである。このため、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態では、できるかぎり電池の消費を少なくすることが大切である。ただ、冷却ファンを運転しないと、電池を速やかに冷却できないので、電池は高温により性能が低下する。
【０００５】
したがって、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態で、電池の消耗を少なくすることと、高温の電池を速やかに冷却することは、互いに相反する特性であって、両方を満足するのが難しい。電力を消費しないで電池を冷却できれば、電池を消耗しないで冷却できる。このことを実現する電源装置が特許文献１に記載される。
【特許文献１】特開平７−２２６２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この公報に記載される電源装置は、電池温度で開閉される断熱パネルをケースに設けている。断熱パネルは、電池温度が高くなるとケースから分離される。断熱パネルが分離されたケースは、断熱性が少なくなり、いいかえると熱伝導が良くなって、ケースを介して電池を冷却する。この電源装置は、たとえば２５０℃〜４５０℃と高温な状態で充放電される高温電池をケースに内蔵するので、断熱パネルをケースから分離して、ケースを介して放熱できる。しかしながら、常温で使用される電池は、ケースの断熱性を変化させて電池を効率よく冷却できない。それは、電池温度と外気温度との温度差が小さいからである。したがって、このように、断熱パネルを開閉する構造では、イグニッションスイッチをオフにする状態で車両用の電池を効率よく冷却できない。
【０００７】
本発明は、以上の困難な課題を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、冷却ファンを運転することなく、また、電池を無駄に電力消費することなく、高温になった電池を効率よく冷却できる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用の電源装置は、複数本の電池モジュール１を収納するケース２と、このケース２に収納している電池モジュール１の温度を検出する電池温度センサ２１と、電池の周囲温度を検出する周囲温度センサ２９と、電池モジュール１の熱を放熱する放熱器３０と、電池温度センサ２１で検出される電池モジュール１の温度と周囲温度センサ２９で検出される周囲温度とで放熱器３０を電池モジュール１に接触させる接触放熱位置と、電池モジュール１から離す分離位置とに放熱器３０を移動させる切り換え機構３５とを備える。この電源装置は、電池温度センサ２１で検出される電池モジュール１の温度が設定温度よりも高く、周囲温度センサ２９で検出される周囲温度が電池モジュール１の温度よりも低い状態で、切り換え機構３５が放熱器３０を接触放熱位置として、放熱器３０を電池モジュール１に接触させて、放熱器３０で電池モジュール１を冷却する。
【０００９】
本発明の車両用の電源装置は、放熱器３０が、放熱プレート３１と、この放熱プレート３１に連結している熱伝導部材３２とを備えることができる。この電源装置は、切り換え機構３５が熱伝導部材３２を往復運動させて、熱伝導部材３２を電池モジュール１に接触させる接触放熱位置と、熱伝導部材３２を電池モジュール１の表面から離す分離位置とに切り換えることができる。さらに、本発明の車両用の電源装置は、放熱器３０の放熱プレート３１に、放熱フィン３３を設けることができる。
【００１０】
本発明の車両用の電源装置は、複数本の電池モジュール１を、互いに平行な姿勢で同一平面に位置してケース２内に配置し、ケース２の両面に位置する表面プレート２Ａの間に、同一平面に配置している電池群１０を収納して、上の表面プレート２Ａと電池群１０との間に空気の吸入ダクト３を、下の表面プレート２Ａと電池群１０との間には空気の排気ダクト４を設け、吸入ダクト３に上下方向に移動する熱伝導部材３２を配置することができる。
【００１１】
さらに、本発明の車両用の電源装置は、排気ダクト４に、電池群１０の下面に沿うように、複数列の溝形凹部１４を設けてなる対向板１３を配置して、この対向板１３の溝形凹部１４に電池モジュール１を入れて、電池モジュール１と対向板１３との間に空気の風路１５を形成し、対向板１３の溝形凹部１４の底部には、風路１５を通過して電池モジュール１を冷却した空気を透過させる貫通孔１６を開口することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両用の電源装置は、冷却ファンを運転することなく、また、電池を無駄に電力消費することなく、高温になった電池を効率よく冷却できる特長がある。それは、本発明の車両用の電源装置が、電池モジュールの熱を放熱する放熱器を、電池モジュールに接触させる接触放熱位置と、電池モジュールから離す分離位置とに移動させる切り換え機構を備えており、電池モジュールの温度が設定温度よりも高く、周囲温度が電池モジュールの温度よりも低い状態で、放熱器を電池モジュールに接触させて、放熱器で電池モジュールを冷却するからである。この構造の電源装置は、電池モジュールの温度が設定温度よりも高くなると、電池モジュールの温度よりも低い放熱器を電池モジュールに接触させて、放熱器で電池モジュールを冷却する。このため、イグニッションスイッチがオフの状態であっても、電池温度が高いときには、冷却ファンを運転することなく、放熱器で電池モジュールを冷却できる。したがって、イグニッションスイッチをオフに切り換えた状態において、電池の消耗を少なくして電池の過放電を有効に防止できると共に、高温の電池モジュールを速やかに冷却して電池性能の低下を有効に防止できる。
【００１３】
さらに、本発明の請求項２の車両用の電源装置は、放熱器が放熱プレートと熱伝導部材とを備え、この熱伝導部材を電池モジュールに接触させる接触放熱位置と、電池モジュールの表面から離す分離位置とに切り換え機構で切り換えるので、熱伝導部材を接触放熱位置とする状態で、電池モジュールに接触する熱伝導部材から放熱プレートに熱伝導させて放熱プレートから放熱して、電池モジュールを効率よく冷却できる。しかも、この電源装置は、切り換え機構が、熱伝導部材を往復運動させて接触放熱位置と分離位置とに切り換えるので、切り換え機構を簡単な構造にできる特長もある。さらに、本発明の請求項３の車両用の電源装置は、放熱器の放熱プレートに放熱フィンを設けているので、電池モジュールから放熱プレートに伝導される熱を効率よく空気中に放熱できる特長がある。
【００１４】
さらに、本発明の請求項４の車両用の電源装置は、ケースの両面に位置する表面プレートの間に、複数本の電池モジュールを互いに平行な姿勢で収納して、上の表面プレートと電池群との間に空気の吸入ダクトを設けて、この吸入ダクトに上下方向に移動する熱伝導部材を配置しているので、電池群の上部に熱伝導部材を接触させて、電池モジュールを上部から効率よく冷却でき、ケース内の上下の温度差を少なくできる特長がある。
【００１５】
さらに、本発明の請求項５の車両用の電源装置は、排気ダクトに、電池群の下面に沿う複数列の溝形凹部を備える対向板を配置して、電池モジュールと対向板との間にのみ空気の風路を形成しているので、ケースを極めて簡単な構造として製造コストを低減しながら、空気の送風状態を均一にできる特長がある。しかも、この電源装置は、吸入ダクト側の電池群の表面には風路を設けることなく、電池表面を吸入ダクトに表出させているので、ここに配置される放熱器を広い面積で電池表面に接触させて、効率よく電池モジュールを冷却できる特長がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図１と図２の断面図に示す車両用の電源装置は、複数本の電池モジュール１と、これらの電池モジュール１を収納するケース２と、このケース２に収納している電池モジュール１の温度を検出する電池温度センサ２１と、電池の周囲温度を検出する周囲温度センサ２９と、電池モジュール１の熱を放熱する放熱器３０と、電池温度センサ２１で検出される電池モジュール１の温度と周囲温度センサ２９で検出される周囲温度とで放熱器３０を電池モジュール１に接触させる接触放熱位置と、電池モジュール１から離す分離位置とに放熱器３０を移動させる切り換え機構３５とを備えている。
【００１９】
さらに、図の電源装置は、連結ダクト２２を介してケース２を冷却ファン９に連結している。冷却ファン９は、ケース２内の空気を強制的に吸入して、電池モジュール１を強制冷却する。
【００２０】
この電源装置は、複数本の電池モジュール１を、互いに平行な姿勢として同一平面に位置させてケース２内に配置している。図の電源装置は、５本の電池モジュール１を、５列の横並びに平行な姿勢で同一平面に配置している。ただ、本発明の電源装置は、ケースに４列以下、あるいは６列以上の電池モジュールを収納することもできる。
【００２１】
電池モジュール１は、複数の二次電池を直線状に直列に接続して連結している。電池モジュール１は、たとえば、５本の二次電池を、直線状に直列に連結している。ただし、電池モジュールは、１本の二次電池で構成し、あるいは６本以上を直線上に連結することもできる。
【００２２】
複数の二次電池を互いに直列に連結している電池モジュールは、図示しないが、正極側に正極端子を、負極側に負極端子を接続している。正極端子と負極端子がバスバーで連結されて、隣接する電池モジュールを直列に接続している。
【００２３】
電池モジュール１の二次電池は、ニッケル−水素電池である。ただ、電池モジュール１の二次電池は、リチウムイオン二次電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。
【００２４】
ケース２は、上下の両面に位置する表面プレート２Ａの間に、複数本の電池モジュール１を同一平面に配置している電池群１０を収納し、かつ上の表面プレート２Ａと電池群１０との間に、電池モジュール１を冷却する空気の吸入ダクト３を、下の表面プレート２Ａと電池群１０との間には空気の排気ダクト４を設けている。ケース２は、吸入ダクト３に連結される吸入口１１と、排気ダクト４に連結される排出口１２を開口している。吸入口１１と排出口１２は、ケース２の反対側の端部に開口される。図のケース２は、左端の吸入口１１を開口して、右端に排出口１２を開口している。
【００２５】
排出口１２は、連結ダクト２２に連結され、排気ダクト４を連結ダクト２２を介して冷却ファン９に連結している。冷却ファン９が排気ダクト４の空気を強制的に排気して、ケース２内に空気を強制送風して、電池モジュール１を冷却する。
【００２６】
連結ダクト２２は、ケース２の排出口１２側の端部に連結している。図のケース２は、右端に排出口１２を開口しているので、連結ダクト２２をケース２の右端に連結している。排気ダクト４は、排出口１２を連結ダクト２２の内部に開口して、連結ダクト２２に連結される。すなわち、排気ダクト４は排出口１２を介して常に連結ダクト２２に連結される。
【００２７】
さらに、ケース２は、排気ダクト４に対向板１３を配置している。対向板１３は、電池モジュール１の表面に狭い間隔の風路１５を設ける。風路１５は、空気を速い流速で流動させて、電池モジュール１を強制冷却する。この対向板１３は、電池群１０の一方の表面、図において、電池群１０の下側面に沿う形状として、複数列の溝形凹部１４を設けている。溝形凹部１４には、電池モジュール１の下半分が入れられて、電池モジュール１と、対向板１３の溝形凹部１４との間に、空気の風路１５を形成する。風路１５は、速い流速で空気を通過させるように、その間隔を、たとえば１〜３ｍｍと狭くしている。電源装置は、風路１５における空気の流速を、吸入ダクト３よりも速くする。したがって、吸入ダクト３における電池モジュール１と表面プレート２Ａとの最小間隔（ｄ）は、風路１５の間隔よりも広く、たとえば風路１５の間隔の３倍以上としている。たとえば、風路１５の平均間隔を１．５ｍｍとして、吸入ダクト３の最小間隔（ｄ）を５〜２０ｍｍとしている。
【００２８】
図の対向板１３は、溝形凹部１４の内面形状を円筒電池の表面に沿う曲率半径で湾曲する形状としている。この対向板１３は、風路１５に空気をスムーズに流動できる。ただし、対向板の溝形凹部は、内面を多角形に沿う形状とすることもできる。
【００２９】
さらに、対向板１３は、溝形凹部１４の底部に、風路１５を通過して電池モジュール１を冷却した空気を透過させる貫通孔１６を開口している。貫通孔１６は、電池モジュール１の長手方向に細長いスリット、あるいは長手方向に並ぶ複数の孔である。図の対向板１３は、溝形凹部１４の底部に、複数列の貫通孔１６を設けている。風路１５を流動して電池モジュール１を冷却した空気は、貫通孔１６を透過させる。図のケース２は、排気ダクト４を対向板１３でもって風路１５と排出路１７に区画している。風路１５は、対向板１３の溝形凹部１４と電池モジュール１との間に形成され、排出路１７は、対向板１３とケース２の表面プレート２Ａとの間に設けられる。風路１５を通過して、電池モジュール１を冷却した空気は、貫通孔１６を透過して、排出路１７から外部に排出される。排出路１７は、排出口１２に連結されて、排出口１２から空気を排気する。
【００３０】
全ての電池モジュール１を均一に冷却するために、各々の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の空気流量をコントロールしている。すなわち、図において右側に配置される排出側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量を、図において左側に配置される流入側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６の流量よりも多くしている。排出側の溝形凹部１４の貫通孔１６の流量を多くするのは、排出側に配置される電池モジュール１を冷却する空気温度が、吸入側の電池モジュール１を冷却する空気温度よりも高温になるからである。高温の空気で冷却される電池モジュール１は、効率よく冷却されず、温度が高くなる傾向となるので、強制送風する空気の流速を速くして、電池モジュール１の冷却効率を高くする。
【００３１】
このことを実現するために、図の電源装置は、溝形凹部１４の底部と表面プレート２Ａとの隙間（Ｓ）を、排気側に向かって次第に広くなるように、対向板１３をケース２にわずかに傾斜させている。隙間（Ｓ）の間隔は、空気を通過させる抵抗を変化させる。隙間（Ｓ）を広くすると、空気はここを通過する抵抗が少なく、スムーズに通過する。反対に隙間（Ｓ）を狭くすると、空気はここを通過する抵抗が大きく、スムーズに通過できなくなる。図に示すように、隙間（Ｓ）を排出側に向かって次第に大きくすると、排出側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６は、ここを透過する空気量が多くなる。反対に図におい左側に位置する吸入側の溝形凹部１４に設けている貫通孔１６は、狭い隙間（Ｓ）を通過する空気量が少なくなって、流量が少なくなる。ただ、吸入側の電池モジュール１は、排出側よりも冷たい空気で冷却されるので、空気の流量を少なくしても効率よく冷却される。すなわち、吸入側の電池モジュール１は冷たい空気で効率よく冷却し、排出側の電池モジュール１は高速流動する空気で効率よく冷却して、吸入側と排出側の電池モジュール１の温度を等しくする。
【００３２】
図の電源装置は、隙間（Ｓ）で貫通孔１６を通過する空気量をコントロールするが、貫通孔を通過する空気量は、貫通孔の開口面積でコントロールすることもできる。貫通孔は、開口面積を大きくして通過する空気流量を多く、開口面積を小さくして空気流量を少なくコントロールできる。したがって、吸入側に配置される溝形凹部に設ける貫通孔は、開口面積を小さくして、通過する空気流量を少なくし、排出側の溝形凹部に設けている貫通孔は、開口面積を大きくして、通過する空気流量を多くする。貫通孔は、開口する大きさと個数で開口面積を調整できる。また、スリット状の貫通孔は、スリットの幅で開口面積を調整できる。
【００３３】
対向板１３は、風路１５の間隔を一定に保持して、電池モジュール１を溝形凹部１４に入れて支持できるように、溝形凹部１４の内面に突出して支持凸部（図示せず）を設けている。この対向板１３は、電池モジュール１を支持凸部で支持して溝形凹部１４に配置して、電池モジュール１と溝形凹部１４との間に所定の間隔の風路１５を設ける。支持凸部の高さは、風路１５の間隔を特定し、支持凸部を高くして風路１５の間隔を広く、支持凸部を低くして風路１５の間隔を狭くできる。
【００３４】
さらに、図３の電源装置は、ケース２内の吸入ダクト３に、電池群１０と表面プレート２Ａとの間に配置されて電池群１０を定位置に保持する保持部品１８を配置している。保持部品１８は、空気の送風方向に伸びる細長い形状である。保持部品１８は、電池モジュール１を嵌入する嵌入凹部１９を設けている。嵌入凹部１９は、電池モジュール１の表面に沿う形状としている。電池モジュール１は、保持部品１８と対向板１３に挟着されて、ケース２の定位置に平行な姿勢で配置される。図の電源装置は、電池モジュール１の上半分を、保持部品１８の嵌入凹部１９に案内し、下半分を溝形凹部１４に案内して、ケース２の定位置に配置される。
【００３５】
複数の二次電池を直線状に連結している電池モジュール１は、完全な直線状として製作するのが極めて難しい。二次電池の連結部で中心軸がずれ、あるいは連結方向がずれることがある。この状態で二次電池を連結して製作された電池モジュール１は、完全な直線状とならない。製作誤差が発生しやすい電池モジュール１に比較して、対向板１３と保持部品１８は高い精度で製作される。プラスチックを金型で成形して対向板１３と保持部品１８を製作するからである。正確な位置に配置される溝形凹部１４と嵌入凹部１９が、製作誤差のある電池モジュール１を挟着して定位置に保持する。電池モジュール１の誤差を吸収するために、図３の電源装置は、電池モジュール１と保持部品１８との間に充填材２０を充填しており、さらに、対向板１３と電池モジュール１との間の一部にも充填材２０を充填している。充填材２０は、未硬化な状態でペースト状をしているシリコン樹脂である。ただし、充填材には、充填するときに自由に変形できるペースト状や液状で、硬化すると変形しない形状に硬化する全てのもの使用できる。
【００３６】
さらに、図に示す電源装置は、吸入ダクト３に、複数の電池温度を検出する非接触式の電池温度センサ２１を配置している。この電池温度センサ２１はケース２に収納している複数の電池温度を検出する。電池温度センサ２１は赤外線の温度センサーである。電池温度センサ２１は、入射する赤外線の方向を走査して、各々の電池モジュール１の温度を別々に検出できる。また、各々の電池モジュール１から入射する赤外線を独立して検出して、各々の電池モジュール１の温度を検出することもできる。ただし、電池温度センサ２１は、図４に示すように、電池モジュール１の表面に接触して、各々の電池モジュール１の電池温度を検出することもできる。
【００３７】
周囲温度センサ２９は、電池モジュール１を冷却する周囲温度を検出する。周囲温度を検出するのは、電池温度よりも周囲温度が高いと、放熱器３０を電池モジュール１に接触させても、放熱器３０で電池モジュール１を冷却できないからである。たとえば、炎天下に電源装置を搭載している車両が放置されると、車両の室内温度は相当に高くなる。この状態では、放熱器３０の温度も高くなる。したがって、電池モジュール１の温度が上昇して、放熱器３０を電池モジュール１に接触させても、放熱器３０で効率よく冷却できない。たとえば、周囲温度が高くなって、放熱器３０の温度が電池モジュール１の温度にほぼ等しくなると、放熱器３０は電池モジュール１を冷却できなくなる。この弊害を避けるために、電池の周囲温度を周囲温度センサ２９で検出して、電池モジュール１の温度に比較する。周囲温度が電池モジュール１の温度よりも低いときには、放熱器３０で電池モジュール１を冷却できるので、電池モジュール１の温度が高くなると、放熱器３０を電池モジュール１に接触させる。
【００３８】
周囲温度センサ２９は、放熱器３０を電池モジュール１に接触させて、高温になった電池モジュール１を放熱器３０で冷却できるかどうかを判定するために周囲温度を検出する。図の電源装置は、放熱器３０の温度を検出して、周囲温度を検出する。放熱器３０の温度が周囲温度にほぼ等しくなるからである。周囲温度センサ２９は、放熱器３０の温度でなく、放熱器３０の上方、あるいはケース２の外部、あるいは電源装置を搭載する車内の温度を検出して電池モジュール１の周囲温度を検出することができる。
【００３９】
図の放熱器３０は、放熱プレート３１と、この放熱プレート３１に連結している熱伝導部材３２とを備える。放熱プレート３１は、ケース２の表面プレート２Ａの外側に配設され、熱伝導部材３２を介して、ケース２に往復運動できるように連結している。放熱プレート３１は、熱伝導部材３２を電池モジュール１に接触させる状態で、ケース２の表面プレート２Ａに接して積層される。表面プレート２Ａに積層される放熱プレート３１は、表面プレート２Ａを補強する。さらに、図の放熱プレート３１は、表面に放熱フィン３３を設けている。放熱フィン３３は、電池モジュール１から伝導される熱を効率よく空気中に放熱する。また、放熱フィン３３は、放熱プレート３１を補強してケース２の表面プレート２Ａを補強する。とくに、表面プレート２Ａに積層される状態で、ケース２の表面プレート２Ａを効果的に補強する。
【００４０】
図の放熱器３０は、放熱プレート３１の下面に、複数の熱伝導部材３２を平行に連結している。図の放熱器３０は、放熱プレート３１に直交するように熱伝導部材３２を連結している。熱伝導部材３２は、上端を放熱プレート３１に連結して、その下端には、各々の電池モジュール１の表面に面接触する接触面３４を設けている。接触面３４は、できるかぎり広い面積で電池モジュール１の表面に面接触するように、電池モジュール１の表面に沿う形状をしている。図の電源装置は、円筒型電池で電池モジュール１を構成するので、接触面３４を円筒に沿う湾曲面としている。
【００４１】
接触面３４は、表面に絶縁層を有する。絶縁層のある熱伝導部材３２は、電池モジュール１に絶縁状態で接触される。この熱伝導部材３２は、電池モジュール１の表面に金属ケースが表出して、この金属ケースに熱伝導部材３２が接触しても、ショート電流が流れるのを防止できる。電池モジュール１は、表面を絶縁フィルムで被覆して絶縁しているので、絶縁フィルムが剥がれないかぎり、表面に金属が接触してもショートすることはない。ただ、電池モジュール１の絶縁フィルムの一部が剥がれ、あるいは破損して金属ケースが表出することがある。直列に接続されている電池モジュール１は、隣接する電池モジュール１に電位差がある。このため、複数の電池モジュール１に金属が接触するとショート電流が流れる。接触面３４に絶縁層を設けている熱伝導部材３２は、熱伝導部材３２に絶縁状態で接触するので、電池モジュール１の金属が表出してもショートすることがない。
【００４２】
接触面３４の絶縁層は、プラスチックに多孔質の無機粉末を混合したものである。この絶縁層は、優れた絶縁特性に加えて、熱伝導を良好にできる。無機粉末の熱伝導率がプラスチックに比較して相当に大きいからである。プラスチックに添加される無機粉末は、電気抵抗が大きくて熱伝導に優れたもの、たとえばアルミナやシリカが使用される。
【００４３】
図に示す放熱器３０は、熱伝導部材３２を、往復運動するロッド３２Ａの先端に接触プレート３２Ｂを固定する構造とし、接触プレート３２Ｂの表面を接触面３４としている。この構造の熱伝導部材３２は、接触プレート３２Ｂの表面に絶縁層を設け、あるいは接触プレート３２Ｂの中間に中間絶縁層を設ける構造とすることもできる。中間絶縁層は、マイカ等の絶縁材で、この中間絶縁層の両面を金属板で挟着して、接触プレートとすることができる。また、接触プレートを絶縁層を介してロッドに連結して、接触プレートを絶縁状態でロッドに連結することもできる。
【００４４】
図の放熱器３０は、放熱プレート３１と熱伝導部材３２を優れた熱伝導の金属で製作する。また、ケース２の上の表面プレート２Ａも金属板で製作される。この電源装置は、放熱プレート３１を表面プレート２Ａに接触させて、熱伝導部材３２を電池モジュール１の表面に接触させる状態で、放熱プレート３１と表面プレート２Ａの両方で電池モジュール１を速やかに冷却する。とくに、熱伝導部材３２を電池モジュール１の表面に接触させた直後に、電池モジュール１を極めて効率よく冷却できる。熱伝導部材３２と放熱プレート３１の温度が低いので、接触したときに多量の熱が電池モジュール１から放熱器３０に熱伝導されるからである。また、放熱プレート３１を表面プレート２Ａに接触させる構造は、放熱プレート３１と表面プレート２Ａの両方に電池モジュール１の熱が伝導されるので、さらに効率よく電池モジュール１が冷却される。
【００４５】
切り換え機構３５は、電池温度センサ２１と周囲温度センサ２９から入力される信号を処理して、放熱器３０を接触放熱位置と分離位置に切り換える。さらに、図に示す電源装置は、ケース２に強制送風する冷却ファン９を備えるので、切り換え機構３５は、冷却ファン９の運転状態も検出して、放熱器３０を接触放熱位置と分離位置とに切り換える。切り換え機構３５は、冷却ファン９を運転しているときに、放熱器３０を分離位置とし、接触放熱位置にはしない。
【００４６】
切り換え機構３５は、電池温度センサ２１で検出される電池モジュール１の温度が設定温度よりも高く、かつ周囲温度センサ２９で検出される周囲温度が電池モジュール１よりも低い状態のときに、放熱器３０を接触放熱位置とする。電池モジュール１が設定温度よりも低いとき、あるいは電池モジュール１が設定温度よりも高くても、周囲温度が電池モジュール１の温度よりも高いときは、放熱器３０を分離位置として接触放熱位置にはしない。切り換え機構３５は、周囲温度が電池モジュール１の温度よりも低く、かつ、周囲温度と電池モジュール１の温度差が設定温度差（たとえば５℃）よりも大きいときに、放熱器３０を接触放熱位置とすることもできる。周囲温度が電池モジュール１の温度よりも低い状態にあっても、周囲温度と電池モジュール１の温度差が少ないと、放熱器３０で電池モジュール１を効率よく冷却できないからである。
【００４７】
切り換え機構３５は、周囲温度と電池モジュール１の温度と、冷却ファン９の運転状態から、放熱器３０を接触放熱位置とするか分離位置にするかを判定する演算回路３６と、放熱器３０を接触放熱位置と分離位置に切り換えるアクチュエータ３７を備える。アクチュエータ３７は、演算回路３６に制御されて、放熱器３０を接触放熱位置と分離位置とに切り換える機構、たとえば、油圧や空気圧で駆動されるシリンダ、電動シリンダ、ソレノイド、サーボモーター等である。図の電源装置は、放熱器３０を往復運動させるので、シリンダやソレノイドの切り換え機構が適している。
【００４８】
以上の電源装置は、以下の動作をして電池モジュール１を冷却する。
(1)  電池モジュール１の温度が第１設定温度である３５℃よりも低いとき、冷却ファン９の運転を停止状態とし、放熱器３０を、接触放熱位置と分離位置のいずれかの位置とする。ただし、電池モジュール１の温度が第１設定温度よりも低い状態においても、たとえば寒冷地で車両をスタートした直後のように、電池モジュール１の温度が非常に低いときには、放熱器３０を分離位置として、電池モジュール１が放熱器３０で冷却されないようにして、電池モジュール１の温度を速やかに上昇させる。
(2)  電池モジュール１の温度が、たとえば設定温度である３５℃よりも高くなり、周囲温度が電池モジュール１の温度よりも低く、かつ周囲温度と電池モジュール１の温度差が５℃よりも大きい状態になると、冷却ファン９を運転することなく、放熱器３０を接触放熱位置とする。この状態で放熱器３０が電池モジュール１に接触され、放熱器３０で電池モジュール１を冷却する。イグニッションスイッチをオンにして車両を走行させる状態のみでなく、イグニッションスイッチをオフにして、車両を走行させない状態においても、以上の状態になると、放熱器３０を接触放熱位置として、放熱器３０で電池モジュール１を冷却する。ただし、車両を走行させる状態にあって、電池モジュール１の温度が更に上昇して、たとえば第２温度である４０℃よりも高くなると、切り換え機構３５は放熱器３０を接触放熱位置から分離位置に切り換えると共に、冷却ファン９を運転して、電池モジュール１を強制冷却する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例にかかる電源装置の断面図であって、放熱器が分離位置の状態を示す図である。
【図２】図１に示す電源装置の放熱器が接触放熱位置の状態を示す図である。
【図３】図１に示す電源装置のケースの分解斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる電源装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…電池モジュール
２…ケース              ２Ａ…表面プレート
３…吸入ダクト
４…排気ダクト
９…冷却ファン
１０…電池群
１１…吸入口
１２…排出口
１３…対向板
１４…溝形凹部
１５…風路
１６…貫通孔
１７…排出路
１８…保持部品
１９…嵌入凹部
２０…充填材
２１…電池温度センサ
２２…連結ダクト
２９…周囲温度センサ
３０…放熱器
３１…放熱プレート
３２…熱伝導部材        ３２Ａ…ロッド          ３２Ｂ…接触プレート
３３…放熱フィン
３４…接触面
３５…切り換え機構
３６…演算回路
３７…アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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